KR20160111501A - 기판 상에서 측정 작업을 수행하도록 작동가능한 장치, 리소그래피 장치, 및 기판 상에서 측정 작업을 수행하는 방법 - Google Patents

Abstract

하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들에 따라 기판 상에서 측정 작업을 수행하는 장치 및 방법이 개시된다. 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들은 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 선택된다. 리소그래피 장치일 수 있는 장치는 상기 측정 작업 이전에 웨이퍼 정렬 모델(들)의 선택 및/또는 웨이퍼 정렬 모델(들)의 변경을 가능하게 하는 외부 인터페이스를 포함한다.

Description

기판 상에서 측정 작업을 수행하도록 작동가능한 장치, 리소그래피 장치, 및 기판 상에서 측정 작업을 수행하는 방법{APPARATUS OPERABLE TO PERFORM A MEASUREMENT OPERATION ON A SUBSTRATE, LITHOGRAPHIC APPARATUS, AND METHOD OF PERFORMING A MEASUREMENT OPERATION ON A SUBSTRATE}

본 출원은 2014년 1월 24일에 출원된 유럽 특허 출원 14152452.0에 관한 것이며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.

본 발명은, 예를 들어 리소그래피 공정 동안 기판 상에서 측정 작업을 수행하는 방법, 및 연계된 장치에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 일부분, 한 개 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

리소그래피 공정을 모니터링하기 위해, 패터닝된 기판의 파라미터들이 측정된다. 파라미터들은, 예를 들어 패터닝된 기판 내에 또는 기판 상에 형성된 연속한 층들 간의 오버레이 오차, 및 현상된 감광성 레지스트의 임계 선폭을 포함할 수 있다. 이 측정은 제품 기판(product substrate) 및/또는 지정된 메트롤로지 타겟(dedicated metrology target) 상에서 수행될 수 있다. 리소그래피 공정들에서 형성된 마이크로 구조체(microscopic structure)들의 측정을 수행하기 위해, 주사 전자 현미경 및 다양한 특수 툴의 사용을 포함하는 다양한 기술들이 존재한다. 고속 및 비파괴(non-invasive) 형태의 특수 검사 툴은, 기판 표면의 타겟부 상으로 방사선 빔을 지향하여, 산란되거나 반사된 빔의 특성들을 측정하는 스캐터로미터(scatterometer)이다. 빔이 기판에 의해 반사되거나 산란된 전후에 빔의 특성들을 비교함으로써, 기판의 특성들이 결정될 수 있다. 이는, 예를 들어 알려진 기판 특성들과 연계된 알려진 측정들의 라이브러리에 저장된 데이터와 반사된 빔을 비교함으로써 수행될 수 있다. 스캐터로미터의 두 가지 주요 형태가 알려져 있다. 분광 스캐터로미터(spectroscopic scatterometer)는 기판 상으로 광대역 방사선 빔을 지향하고, 특정한 좁은 각도 범위로 산란되는 방사선의 스펙트럼(파장의 함수로서 세기)을 측정한다. 각도 분해 스캐터로미터(angularly resolved scatterometer)는 단색 방사선 빔(monochromatic radiation beam)을 사용하고, 각도의 함수로서 산란된 방사선의 세기를 측정한다.

리소그래피 장치를 이용하여 웨이퍼를 노광하기 전에, 노광 시 웨이퍼를 적절히 정렬하고, 노광 시 감안되어야 하는 여하한의 웨이퍼 변형들을 측정하기 위해 웨이퍼가 모델링되어야 할 필요가 있다. 웨이퍼를 적절히 모델링하기 위하여, 가장 적절한 웨이퍼 정렬 모델이 사용되어야 하며, 그렇지 않으면 모델링은 실제적으로 측정치들에 더 많은 잡음을 도입할 수 있다.

기판 상에서 측정 공정 시 웨이퍼 정렬 모델 선택을 개선하는 장치 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들에 따라 기판 상에서 측정 작업을 수행하도록 작동가능한 장치가 제공되고, 상기 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들은 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델(candidate wafer alignment model)들로부터 선택되고; 상기 장치는, 상기 측정 작업 이전에, 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들의 상기 선택, 및/또는 상기 후보 웨이퍼 정렬 모델(들) 중 하나 이상의 변경을 가능하게 하도록 작동가능한 외부 인터페이스를 포함한다.

상기 외부 인터페이스는, 기판들의 각각의 로트(lot) 상에서의 상기 측정 작업 이전에, 상기 웨이퍼 정렬 모델(들)의 상기 선택, 및/또는 기판들의 각각의 로트 또는 각각의 기판에 대한 상기 웨이퍼 정렬 모델(들)의 변경을 가능하게 할 수 있다.

상기 장치는 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들을 포함할 수 있다.

상기 장치는 어떤 모델(들)이 특정 기판 또는 기판들의 로트에 가장 잘 부합(best fit)할 것인지에 관한 결정에 따라 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들을 선택하도록 작동가능할 수 있다.

상기 장치는 상기 하나 이상의 후보 웨이퍼 정렬 모델들 중 어느 것이 선택되어야 하는지에 관한 데이터를 수신하도록 작동가능할 수 있고, 어떤 모델(들)이 특정 기판 또는 기판들의 로트에 가장 잘 부합할 것인지에 관한 상기 결정은 상기 장치 외부에서 수행되었다.

상기 장치는, 측정되는 특정 기판의 기판 처리 컨텍스트 정보(substrate processing context information)에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 후보 웨이퍼 정렬 모델들 중 하나 이상을 선택하도록 작동가능할 수 있다.

상기 기판 처리 컨텍스트 정보는 특정 툴 상에서의 처리의 결과로서 기판 상에 부과되는 알려진 처리 특성에 관한 정보를 포함할 수 있다.

상기 외부 인터페이스는 SEMI 장비 통신 표준(Equipment Communications Standard)에 따른 인터페이스일 수 있다.

상기 장치는, 측정되고 노광된 후 이전 노광된 웨이퍼로부터 취해진 측정들을 포함하는 노광-후(post-exposure) 측정 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 후보 웨이퍼 정렬 모델들 중 하나 이상을 선택하도록 작동가능할 수 있다.

상기 장치는 상기 기판을 측정하여, 이에 의해 노광-전(pre-exposure) 측정 데이터를 얻고; 상기 노광-전 측정 데이터와 상기 노광-후 측정 데이터를 비교하며; 후속 기판들의 측정을 위해 상기 후보 웨이퍼 정렬 모델들 중 하나를 선택 시에 상기 비교의 결과를 이용하도록 작동가능할 수 있다.

상기 장치는 상기 비교의 결과가 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들 중 하나 이상을 업데이트하는 데 사용되도록 할 수 있다.

상기 장치는, 상기 비교가, 모델링된 노광-후 측정 데이터가 노광-전 측정 데이터와 상호관련(correlate)되는지를 결정하도록 작동가능할 수 있고, 또한 상기 모델링된 노광-후 측정 데이터가 노광-전 측정 데이터와 상호관련되는 경우 오차들을 기판 변형으로 귀속(attribute)시키고, 상기 모델링된 노광-후 측정 데이터가 노광-전 측정 데이터와 상호관련되지 않는 경우 오차들을 기판 상의 하나 이상의 측정 타겟들의 변형으로 귀속시키며, 또한, 상기 장치는 상기 웨이퍼 정렬 모델(들)의 상기 선택이, 상기 오차들이 하나 이상의 측정 타겟들의 변형으로 귀속되거나 기판 변형으로 귀속되는지에 적어도 부분적으로 의존적이도록 작동가능할 수 있다.

상기 장치는, 외부 검사 툴을 이용하여 상기 노광-후 데이터를 얻은 후 상기 노광-후 데이터를 수신하도록 작동가능할 수 있다.

상기 장치는 상기 노광-후 측정 데이터를 얻기 위해 노광에 후속하여 기판들을 측정하도록 작동가능한 검사 툴을 포함할 수 있다.

상기 장치는 복수의 후보 공정 보정 모델들로부터 하나 이상의 공정 보정 모델들을 선택하도록 작동가능할 수 있고, 상기 공정 보정 모델들은 후속 기판들에 대한 보정들의 모델링에 사용가능하다.

상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들은 적어도 하나의 물리적 웨이퍼 정렬 모델을 포함할 수 있고, 기판 변형의 실제 물리학(actual physics)이 모델에서 고려된다.

상기 물리적 웨이퍼 정렬 모델은, 자체적으로 또는 전체로서 측정 데이터 세트의 컨텍스트에서 물리적으로 무의미한 값(nonsensical value)들을 갖는 측정 지점들이 고려되지 않거나 기판의 모델링 시 더 적은 가중(weight)이 제공되도록 작동가능할 수 있다.

상기 장치는 상기 측정 작업에 후속하여 상기 기판 상에 리소그래피 공정을 수행하도록 작동가능한 리소그래피 장치로서 특정적으로 구성될 수 있다.

본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 기판 상에서 측정 작업을 수행하는 방법이 제공되고, 상기 방법은: 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 어떤 웨이퍼 정렬 모델(들)이 특정 기판 또는 기판들의 로트에 가장 잘 부합할 것인지를 결정하는 단계; 상기 결정에 기초하여 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들을 선택하는 단계; 및 선택된 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들에 따라 상기 기판 또는 기판들의 로트 상에서 상기 측정 작업을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 결정하는 단계 및 선택하는 단계는 적어도 기판들의 각 로트마다 수행된다.

상기 결정하는 단계 및 선택하는 단계는 각 기판마다 수행될 수 있다.

상기 웨이퍼 정렬 모델(들)의 상기 선택은 상기 측정 작업을 수행하는 데 사용되는 리소그래피 장치 내에 포함되는 외부 인터페이스를 통해 수행될 수 있다.

상기 외부 인터페이스는 SEMI 장비 통신 표준에 따른 인터페이스일 수 있다.

어떤 모델(들)이 특정 기판 또는 기판들의 로트에 가장 잘 부합할 것인지에 관한 상기 결정은 상기 리소그래피 장치 외부에서 수행될 수 있다.

어떤 모델(들)이 특정 기판 또는 기판들의 로트에 가장 잘 부합할 것인지에 관한 상기 결정은 상기 리소그래피 장치 내에서 수행될 수 있다.

상기 방법은 결정에 기초하여 상기 후보 웨이퍼 정렬 모델(들) 중 하나 이상을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은: 특정 툴에서의 처리의 결과로서 기판에 부여된 알려진 처리 특성에 관한 정보를 포함하는 기판 처리 컨텍스트 정보를 얻는 단계; 및 측정되는 특정 기판의 상기 기판 처리 컨텍스트 정보에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들의 상기 선택을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은: 측정되고 노광된 후 이전 노광된 웨이퍼로부터 취해진 측정들을 포함하는 노광-후 측정 데이터를 얻는 단계; 및 상기 노광-후 측정 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들의 상기 선택을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은: 상기 기판을 측정하고, 이에 의해 노광-전 측정 데이터를 얻는 단계, 상기 노광-전 측정 데이터와 상기 노광-후 측정 데이터를 비교하는 단계, 및 후속 기판들의 측정을 위해 상기 후보 웨이퍼 정렬 모델들 중 하나를 선택 시 상기 비교의 결과를 이용하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들 중 하나 이상을 업데이트하기 위해 상기 비교의 결과를 이용하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 비교 단계는 모델링된 노광-후 측정 데이터가 노광-전 측정 데이터와 상호관련되는지를 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 방법은: 상기 모델링된 노광-후 측정 데이터가 노광-전 측정 데이터와 상호관련되는 경우 오차들을 기판 변형으로 귀속시키는(attributing) 단계; 상기 모델링된 노광-후 측정 데이터가 노광-전 측정 데이터와 상호관련되지 않는 경우 오차들을 기판 상의 하나 이상의 측정 타겟들의 변형으로 귀속시키는 단계; 및 상기 오차들이 하나 이상의 측정 타겟들의 변형으로 귀속되거나 기판 변형으로 귀속될 수 있는지에 따라 적어도 부분적으로 의존적인 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들의 상기 선택을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 노광-후 측정 데이터를 얻도록 노광에 후속하여 기판들을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들은 적어도 하나의 물리적 웨이퍼 정렬 모델을 포함할 수 있고, 기판 변형의 실제 물리학이 모델에서 고려될 수 있다.

상기 물리적 웨이퍼 정렬 모델은, 자체적으로 또는 전체로서 측정 데이터 세트의 컨텍스트에서 물리적으로 무의미한 값들을 갖는 측정 지점들이 고려될 수 없거나 기판의 모델링 시 더 적은 가중이 제공될 수 있도록 작동할 수 있다.

상기 방법은 상기 측정 작업에 후속하여 상기 기판 상에 리소그래피 공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제 3 실시형태에서, 기계 판독가능한 명령어들을 포함하는 프로그램이 제공되고, 적합한 장치에서 실행될 때, 장치가 제 2 실시형태와 관련하여 설명된 실시예들 중 어느 실시예의 방법을 수행하도록 유도한다.

제 4 실시형태에서, 제 3 실시형태의 프로그램을 포함하는 프로그램 캐리어가 제공된다.

이제, 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
- 도 1은 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
- 도 2는 리소그래피 셀 또는 클러스터(cluster)를 도시하는 도면;
- 도 3은 제 1 스캐터로미터를 도시하는 도면;
- 도 4는 제 2 스캐터로미터를 도시하는 도면;
- 도 5는 알려진 방식(known practice)에 따른 리소그래피 장치의 측정 및 노광 공정들의 스테이지들을 개략적으로 도시하는 도면; 및
- 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 및 노광 공정들의 스테이지들을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 1은 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 이 장치는:

- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);

- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);

- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및

- 기판(W)의 (예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PL)을 포함한다.

조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.

지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 대응하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 대응할 것이다.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입, 및 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에 도시된 바와 같이, 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.

리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있거나, 하나 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 하나 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 적어도 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광 시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.

도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 소스가 수은 램프인 경우, 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(integrator: IN) 및 콘덴서(condenser: CO)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.

방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PL)을 통과하며, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)[예를 들어, 간섭계 디바이스(interferometric device), 리니어 인코더(linear encoder), 2-D 인코더(2-D encoder) 또는 용량성 센서(capacitive sensor)]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있음]. 이와 유사하게, 마스크(MA)에 하나 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 하나에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴은 한 번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PL)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광 시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 매 이동 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 때때로 리소셀(lithocell) 또는 클러스터라고도 칭해지는 리소그래피 셀(LC)의 일부분을 형성하며, 이는 기판에 노광-전(pre-exposure) 및 노광-후(post-exposure) 공정들을 수행하는 장치를 포함한다. 통상적으로, 이들은 레지스트 층들을 증착시키는 스핀 코터(spin coater: SC), 노광된 레지스트를 현상하는 디벨로퍼(developer: DE), 칠 플레이트(chill plate: CH) 및 베이크 플레이트(bake plate: BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트들(I/O1, I/O2)로부터 기판들을 집어올리고, 기판들을 상이한 공정 장치들 사이로 이동시킨 후, 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay: LB)로 전달한다. 흔히 집합적으로 트랙이라고도 하는 이러한 디바이스들은, 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어하는 감독 제어 시스템(supervisory control system: SCS)에 의해 자체 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어를 받는다. 따라서, 스루풋(throughput)과 처리 효율성을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다.

리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판들이 정확하고 일관성있게(consistently) 노광되기 위해서는, 후속한 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 특성들을 측정하도록 노광된 기판들을 검사하는 것이 바람직하다. 오차가 검출되는 경우, 특히 검사가 동일한 뱃치(batch)의 다른 기판들이 여전히 노광되도록 충분히 빠르게 행해질 수 있다면, 후속한 기판들의 노광에 대해 조정이 수행될 수 있다. 또한, 이미 노광된 기판들은 벗겨지고 재가공되어 - 수율을 개선하거나 - 폐기될 수 있음에 따라, 결함이 있다고 알려진 기판들에 노광을 수행하지 않는다. 기판의 몇몇 타겟부들에만 결함이 있는 경우, 양호한 타겟부들에만 추가 노광이 수행될 수 있다.

기판들의 특성을 결정하고, 특히 상이한 기판들 또는 동일한 기판의 상이한 층들의 특성들이 층에서 층으로 어떻게 변하는지를 결정하기 위해, 검사 장치가 사용된다. 검사 장치는 리소그래피 장치(LA) 또는 리소셀(LC) 안으로 통합될 수 있거나, 독립형 디바이스(stand alone device)일 수 있다. 가장 신속한 측정을 가능하게 하기 위하여, 검사 장치는 노광 직후에 노광된 레지스트 층의 특성들을 측정하는 것이 바람직하다. 하지만, 레지스트의 잠상(latent image)은 매우 낮은 콘트라스트(contrast)를 갖고 - 방사선에 노출된 레지스트 부분들과 방사선에 노출되지 않은 레지스트 부분들 사이에는 매우 작은 굴절률 차이만이 존재함 -, 모든 검사 장치가 잠상의 유용한 측정을 행할만큼 충분한 민감도를 갖는 것은 아니다. 그러므로, 레지스트의 노광된 부분들과 노광되지 않은 부분들 사이의 콘트라스트를 증가시키며, 통상적으로 노광된 기판들에 수행되는 제 1 단계인 노광-후 베이크(PEB) 단계 이후에 측정들이 행해질 수 있다. 이 스테이지에서, 레지스트의 이미지는 반-잠상(semi-latent)이라고 칭해질 수 있다. 또한, - 레지스트의 노광된 부분들 또는 노광되지 않은 부분들이 제거된 시점에 - 또는 에칭과 같은 패턴 전사 단계 후에, 현상된 레지스트 이미지의 측정을 수행할 수도 있다. 후자의 가능성은 결함이 있는 기판들의 재작업 가능성을 제한하지만, 여전히 유용한 정보를 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명에서 사용될 수 있는 스캐터로미터를 도시한다. 이는 기판(W) 상으로 방사선을 투영하는 광대역(백색 광) 방사선 투영기(2)를 포함한다. 반사된 방사선은 정반사된 방사선(specular reflected radiation)의 스펙트럼(10)(파장의 함수로서 세기)을 측정하는 분광계 검출기(spectrometer detector: 4)로 통과된다. 이 데이터로부터, 검출된 스펙트럼을 발생시킨 구조 또는 프로파일이 처리 유닛(PU)에 의해, 예를 들어 RCWA(Rigorous Coupled Wave Analysis) 및 비-선형 회귀(non-linear regression)에 의해, 또는 도 3의 아래에 도시된 시뮬레이션된 스펙트럼의 라이브러리와의 비교에 의해 재구성될 수 있다. 일반적으로, 재구성을 위해 구조체의 일반적인 형태가 알려지며, 스캐터로메트리 데이터로부터 결정될 구조체의 소수의 파라미터들만을 제외하고는, 구조체가 만들어진 공정의 정보로부터 몇몇 파라미터들이 가정된다. 이러한 스캐터로미터는 수직 입사 스캐터로미터(normal-incidence scatterometer) 또는 사선 입사 스캐터로미터(oblique-incidence scatterometer)로서 구성될 수 있다.

본 발명과 함께 사용될 수 있는 또 다른 스캐터로미터가 도 4에 도시된다. 이 디바이스에서, 방사선 소스(2)에 의해 방출된 방사선은 렌즈 시스템(12)을 이용하여 시준되고, 간섭 필터(interference filter: 13) 및 편광기(polarizer: 17)를 통해 전달되며, 부분 반사 표면(16)에 의해 반사되고, 바람직하게는 적어도 0.9, 더 바람직하게는 적어도 0.95의 높은 개구수(NA)를 갖는 현미경 대물 렌즈(15)를 통해 기판(W) 상으로 포커스된다. 침지 스캐터로미터는 심지어 개구수가 1보다 큰 렌즈들을 가질 수 있다. 그 후, 산란 스펙트럼이 검출되게 하기 위해, 반사된 방사선은 부분 반사 표면(16)을 통해 검출기(18) 안으로 투과된다. 검출기는 렌즈 시스템(15)의 초점 길이에 있는 후방-투영된(back-projected) 퓨필 평면(11)에 위치될 수 있지만, 그 대신 퓨필 평면은 보조 광학기(도시되지 않음)를 이용하여 검출기 상에 재-이미징(re-image)될 수 있다. 퓨필 평면은, 방사선의 반경방향 위치(radial position)가 입사각을 정의하고 각도 위치가 방사선의 방위각(azimuth angle)을 정의하는 평면이다. 검출기는 기판 타겟(30)의 2-차원 각도 산란 스펙트럼이 측정될 수 있도록 2-차원 검출기인 것이 바람직하다. 검출기(18)는, 예를 들어 CCD 또는 CMOS 센서들의 어레이일 수 있으며, 예를 들어 프레임당 40 밀리초(millisecond)의 통합 시간(integration time)을 이용할 수 있다.

예를 들어, 입사 방사선의 세기를 측정하기 위해, 흔히 기준 빔이 사용된다. 이를 행하기 위하여, 방사선 빔이 빔 스플리터(16)에 입사될 때, 그 일부분이 기준 빔으로서 빔 스플리터를 통해 기준 거울(14)로 투과된다. 그 후, 기준 빔은 동일한 검출기(18)의 상이한 부분 상으로, 또는 대안적으로 상이한 검출기(도시되지 않음) 상으로 투영된다.

가령 405 내지 790 nm의 범위, 또는 200 내지 300 nm와 같이 훨씬 낮은 범위에서 관심 파장(wavelength of interest)을 선택하기 위해, 간섭 필터들(13)의 세트가 이용될 수 있다. 간섭 필터는 상이한 필터들의 세트를 포함하기보다는 조절가능(tunable)할 수 있다. 간섭 필터들 대신에, 격자가 사용될 수 있다.

검출기(18)는 단파장(또는 협파장 범위)에서의 산란 광의 세기, 다수 파장들에서의 별도 세기, 또는 파장 범위에 걸쳐 통합된 세기를 측정할 수 있다. 또한, 검출기는 횡자기(transverse magnetic)- 및 횡전기(transverse electric)-편광의 세기, 및/또는 횡자기- 및 횡전기-편광 간의 위상차를 따로 측정할 수 있다.

광대역 광 소스(즉, 광범위한 광 주파수들 또는 파장들 - 및 이에 따른 컬러들을 갖는 광 소스)를 이용할 수 있으며, 이는 넓은 에텐듀(etendue)를 제공하여 다수 파장들의 혼합(mixing)을 허용한다. 광대역에서의 복수의 파장들은, 바람직하게는 각각 Δλ의 대역폭 및 적어도 2Δλ(즉, 대역폭의 두 배) 이상의 간격을 갖는다. 방사선의 수 개의 "소스들"은 섬유 다발(fiber bundle)을 이용하여 분할(split)되었던 연장된 방사선 소스의 상이한 부분들일 수 있다. 이러한 방식으로, 각도 분해된 산란 스펙트럼들이 다수 파장들에서 병렬로(in parallel) 측정될 수 있다. 2-D 스펙트럼보다 더 많은 정보를 포함하는 3-D 스펙트럼(파장 및 2 개의 상이한 각도들)이 측정될 수 있다. 이는 메트롤로지 프로세스 견고성(metrology process robustness)을 증가시키는 더 많은 정보가 측정되게 한다. 이는 EP1,628,164A에서 더 상세히 설명되어 있다.

기판(W)의 타겟(30)은 현상 이후에 바아(bar)들이 솔리드 레지스트 라인들(solid resist lines)로 형성되도록 프린트되는 1-D 격자일 수 있다. 타겟(30)은 현상 이후에 격자가 레지스트 내에 솔리드 레지스트 필라(pillar) 또는 비아(via)들로 형성되도록 프린트되는 2-D 격자일 수 있다. 대안적으로, 바아, 필라 또는 비아들은 기판 내로 에칭될 수 있다. 이 패턴은 리소그래피 투영 장치, 특히 투영 시스템(PL)의 색수차(chromatic aberrations) 및 조명 대칭성에 민감하며, 이러한 수차들의 존재는 프린트된 격자의 변동에서 자체적으로 나타날 것이다. 따라서, 프린트된 격자의 스캐터로메트리 데이터가 격자들을 재구성하는 데 사용된다. 프린팅 단계 및/또는 다른 스캐터로메트리 공정들의 정보로부터, 라인 폭 및 형상과 같은 1-D 격자의 파라미터들, 또는 필라나 비아의 폭 또는 길이 또는 형상과 같은 2-D 격자의 파라미터들이 처리 유닛(PU)에 의해 수행되는 재구성 프로세스에 입력될 수 있다.

도 1의 리소그래피 장치(LA)는 2 개의 기판 테이블들, 그리고 기판 테이블들이 교환될 수 있는 2 개의 스테이션들 - 노광 스테이션 및 측정 스테이션 - 을 갖는, 소위 듀얼 스테이지 타입(dual stage type)을 포함할 수 있다. 한 기판 테이블의 한 기판이 노광 스테이션(EXP)에서 노광되는 동안, 다른 기판이 측정 스테이션(MEA)에서 다른 기판 테이블 상으로 로딩될 수 있어, 다양한 준비 단계들이 수행될 수 있다. 준비 단계들은 레벨 센서(LS)를 이용하여 기판의 표면을 맵핑(mapping)하는 단계, 및 정렬 센서(AS)를 이용하여 기판의 정렬 마크의 위치를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 이는 장치의 스루풋의 실질적인 증가를 가능하게 한다. 위치 센서(IF)가 노광 스테이션과 측정 스테이션에 있는 동안 기판 테이블의 위치를 측정할 수 없는 경우, 기판 테이블의 위치들이 두 스테이션들에서 추적될(tracked) 수 있도록 제 2 위치 센서가 제공될 수 있다. 본 발명은 오직 하나 또는 2 이상의 기판 테이블을 갖는 장치에 적용될 수 있다.

또한, 장치는 설명된 다양한 액추에이터들 및 센서들의 모든 이동들 및 측정들을 제어하는 리소그래피 장치 제어 유닛(LACU)을 포함한다. 또한, LACU는 장치의 작동에 관련된 요구되는 계산들을 구현하기 위한 신호 처리 및 데이터 처리 용량을 포함한다. 실제로, 제어 유닛(LACU)은 다수의 서브-유닛들로 구성된 시스템으로서 실현될 것이며, 각각은 실시간 데이터 획득, 처리, 그리고 장치 내의 서브 시스템 또는 구성요소의 제어를 핸들링한다. 예를 들어, 하나의 처리 서브시스템이 기판 위치설정기(PW)의 서보 제어(servo control)를 담당할 수 있다. 또한, 별도의 유닛들이 개략 및 미세 액추에이터들, 또는 상이한 축들을 핸들링할 수 있다. 또 다른 유닛이 위치 센서(IF)의 판독을 담당할 수도 있다. 장치의 전반적인 제어는 이러한 서브-시스템 처리 유닛, 작업자, 그리고 리소그래피 제조 공정에 수반된 다른 장치들과 통신하는 중앙 처리 유닛에 의해 제어될 수 있다.

도 5는 도 1의 듀얼 스테이지 장치에서 기판(W)의 타겟부들(예를 들어, 다이들)을 노광하기 위한 알려진 단계들을 나타낸다. 좌측편의 점선 박스는 측정 스테이션(MEA)에서 수행되는 단계들인 한편, 우측편은 노광 스테이션(EXP)에서 수행되는 단계들을 나타낸다. 때로는, 앞서 언급된 바와 같이, 기판 테이블들 중 하나가 노광 스테이션에 있는 동안, 다른 기판 테이블은 측정 스테이션에 있을 것이다. 이를 설명하기 위해, 기판(W)은 노광 스테이션 내로 이미 로딩되었다고 가정한다. 단계 200에서, 새로운 기판(W')이 도시되지 않은 메커니즘에 의해 장치에 로딩된다. 이 2 개의 기판들은 리소그래피 장치의 스루풋을 증가시키기 위해 병렬로 처리된다. 먼저, 새롭게 로딩된 기판(W')을 참조하면, 이는 장치에서 첫 번째 노광을 위해 새로운 포토 레지스트가 준비된 이전에 처리되지 않은 기판일 수 있다. 하지만, 일반적으로, 설명된 리소그래피 공정은 일련의 노광 및 처리 단계들 중 단지 하나의 단계일 것이므로, 기판(W')은 이 장치 및/또는 다른 리소그래피 장치들을 이미 여러 번 거쳤으며, 또한 후속 공정들을 겪을 수도 있다.

이전 및/또는 후속 공정들은 앞서 언급된 바와 같이 다른 리소그래피 장치들에서 수행될 수 있으며, 상이한 타입의 리소그래피 장치에서도 수행될 수 있다. 예를 들어, 분해능 및 오버레이와 같은 파라미터들에 매우 요구적인 디바이스 제조 공정의 일부 층들은 덜 요구적인 다른 층들보다 더 고성능의 리소그래피 툴에서 수행될 수 있다. 그러므로, 일부 층들은 침지 타입 리소그래피 툴에서 노광될 수 있는 한편, 다른 층들은 '건식(dry)' 툴에서 노광된다. 일부 층들은 DUV 파장들에서 작동하는 툴에서 노광될 수 있는 한편, 다른 층들은 EUV 파장 방사선을 이용하여 노광된다.

202에서, 기판 테이블에 대해 기판의 정렬을 측정하고 기록하기 위해 기판 마크들(P1) 등 및 이미지 센서들(도시되지 않음)을 이용한 정렬 측정들이 사용된다. 또한, "웨이퍼 그리드(wafer grid)"를 조성하기 위해, 기판(W')에 걸쳐 몇몇 정렬 마크들이 측정될 것이며, 이는 공칭의 직사각형 그리드에 대한 여하한의 왜곡을 포함한, 기판에 걸친 마크들의 분포를 매우 정확히 맵핑한다. 또한, 단계 204에서는, 노광된 패턴의 정확한 포커싱에 사용하기 위해 X-Y 위치에 대한 웨이퍼 높이 맵이 측정된다.

기판(W')이 로딩되었을 때, 수행될 노광들, 그리고 웨이퍼의 특성들 및 이 위에 만들어질 또한 이미 만들어진 패턴들을 정의하는 레시피 데이터(recipe data: 206)가 수신되었다. 이 레시피 데이터에 202, 204에서 행해진 웨이퍼 위치, 웨이퍼 그리드 및 높이 맵의 측정들이 추가되어, 완전한 세트의 레시피 및 측정 데이터(208)가 노광 스테이지로 전달될 수 있다. 예를 들어, 정렬 데이터의 측정들은 리소그래피 공정의 산물(product)인 제품 패턴들에 대해 고정된 또는 공칭적으로 고정된 관계로 형성된 정렬 타겟들의 X 및 Y 위치들을 포함한다. 노광 바로 전에 취해진 이러한 정렬 데이터는 정렬 모델의 파라미터들을 제공하기 위해 조합되고 보간된다(interpolated). 이러한 파라미터들 및 정렬 모델은 노광 작업 동안 현재 리소그래피 단계에 적용되는 패턴들의 위치들을 보정하기 위해 사용될 것이다. 종래의 정렬 모델은 상이한 차원들에서 '이상적인' 그리드의 이동(translation), 회전 및 스케일링(scaling)을 함께 정의하는 4 개, 5 개, 또는 6 개의 파라미터들을 포함할 수 있다. 아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 더 많은 파라미터들을 이용하는 고성능 모델들이 알려져 있다.

210에서는, 웨이퍼들(W' 및 W)이 교체(swap)되어, 측정된 기판(W')이 노광 스테이션(EXP)에 들어가는 기판(W)이 된다. 이 교체는 장치 내에서 지지체들을 교환시킴으로써 수행되어, 기판들(W, W')이 이 지지체들에 정확히 클램핑되고 위치되게 하므로, 기판 테이블들과 기판들 사이의 상대 정렬을 그 자체로 지속시킨다. 따라서, 테이블들이 교체되었으면, 투영 시스템(PS)과 기판 테이블 사이의 상대 위치를 결정하는 것이 노광 단계들의 제어 하에서 기판(W)(이전에는 W')에 대한 측정 정보(202, 204)를 이용하기 위해 필요한 전부이다. 단계 212에서는, 마스크 정렬 마크들(M1, M2)을 이용하여 레티클 정렬이 수행된다. 단계 214, 216, 218에서는, 다수의 패턴들의 노광을 완성하기 위해, 기판(W)에 걸쳐 연속한 타겟 위치들에서 스캐닝 동작들 및 방사선 펄스들이 인가된다. 노광 단계들의 성능에 측정 스테이션에서 얻어진 높이 맵 및 정렬 데이터를 이용함으로써, 이 패턴들은 원하는 위치들에 대해, 특히 동일한 기판에 이전에 놓인 피처들에 대해 정확히 정렬된다. 노광된 기판 - 새롭게 W"로 나타냄 - 은 노광된 패턴에 따라 에칭 또는 다른 공정들을 거치기 위해 단계 220에서 장치로부터 언로딩된다.

기판의 측정 시, 각각의 웨이퍼 및 그 위에 이미 증착된 패턴들을 특성화하기 위해 표준 세트의 측정들이 수행된다. 이 측정들은 웨이퍼 정렬 모델을 따라 수행될 수 있으며, 이는 다수의 상이한 형태들 중 하나를 취할 수 있다. 제 1 타입의 정렬 모델은 (예를 들어) 4 개 또는 6 개의 파라미터들을 갖는 선형 정렬 모델일 수 있다. 또한, 더 고성능의 정렬 모델들이 존재한다. 현재 개발 중인 대부분의 요구적인 공정들에 대하여, 원하는 오버레이 성능을 달성하려면 웨이퍼 그리드의 더 세부적인 보정들이 요구된다. 고성능 정렬 모델들은 이 목적을 위해 개발되었다. 본 명세서에서, '고성능' 정렬 모델들은 표준 6 개의 파라미터들보다 더 많은 복잡성을 갖는 모든 타입의 모델들을 지칭한다. 표준 모델들은 10 개보다 적은 파라미터들을 사용할 수 있는 한편, 고성능 정렬 모델들은 통상적으로 15 개보다 많은, 또는 30 개보다 많은 파라미터들을 이용한다. 고성능 모델들의 예시들은 고차 웨이퍼 정렬(higher order wafer alignment: HOWA) 모델들, 구역-정렬(zone-alignment: ZA) 및 RBF(radial basis function) 기반 정렬 모델들이다.

아래의 표 1은 몇 가지 장점 및 단점을 갖는 이러한 정렬 모델들의 번호를 표로 나타낸 것이다.

번호	모델	장점	단점
1	선형 모델들 (4Par/6Par)	- 단순함; 항들이 물리적 의미를 갖는다. - 더 많은 마커들이 잡음 억제를 야기할 것이다.	- 공정 유도 효과들이 거의 선형이 아니다. - 모델이 더 많은 마크들을 가져도 물리학을 더 잘 설명하지 않는다.
2	다항식 모델(고차 웨이퍼 정렬-HOWA)	- 비교적 단순하다. - ACP-루프에서 사용불가.	- 다항식들이 좋지 않게 외삽된다(extrapolate poorly); 에지 필드들에서 모델들의 기여가 너무 크다. 이는 에지 상의 정렬 마크들을 통합함으로써 부분적으로만 해결될 수 있다. - 웨이퍼의 한쪽 상의 효과들이 웨이퍼의 나머지를 통해 전파될 수 있다. - 대체된 층들 또한 유사한 모델들을 필요로 한다. - 아이템 1에 대해 더 많은 측정 지점들을 요구한다.
3	비-선형 모델 (RBF)	- 외삽 오차 제어가능함. - 국부적 변형들을 보정하기 위해 모델의 국부적 거동(local behavior)이 사용될 수 있다.	- 모델의 국부적 거동은 아이템 1 및 2에 대해 더 많은 측정 지점들을 요구한다. - 그리드 및 오염을 측정하기 위한 높은 민감도. - 웨이퍼 정렬 오차들은 오버레이에 직접적으로 기여한다.
4	구역 정렬 (ZA)	- 국부적 변형들을 보정하기 위해 모델의 국부적 거동이 사용될 수 있다.	- 그리드를 측정하기 위한 증가된 민감도. - 모델의 국부적 거동은 아이템 1 및 2에 대해 더 많은 측정 지점들을 요구한다.
5	확대된 구역 정렬(EZA)	- 변형들을 보정하기 위해 모델의 감소된 국부적 거동이 사용될 수 있다.	- 그리드를 측정하기 위한 증가된 민감도. - 모델의 국부적 거동은 아이템 1 및 2에 대해 더 많은 측정 지점들을 요구한다.
6	다이-바이-다이(die-by-die) 정렬(매우 작은 반경을 갖는 ZA)	- 다이마다 변형들을 보정하기 위해 모델의 매우 국부적 거동이 사용될 수 있다.	- 모든 것 중 가장 많은 측정 지점들을 요구한다. 파라이터들(P)의 수와 필드들(F)의 수의 곱은 웨이퍼마다 (PF) 정렬 마커들을 야기할 것이다.
7	인트라필드 웨이퍼 정렬(Intrafield wafer alignment: IFWA)	- 인트라필드 효과들의 추가 보정. - 느린 효과들(예를 들어, 렌즈 가열)에 대해 유용할 수 있다.	- 너무 일반적이어서 웨이퍼 변형의 국부적 및 비-선형 거동에 대처할 수 없다.

어떤 모델 또는 모델들을 사용할 것인지 또한 이에 따라 어떤 핑거프린트를 보정할 것인지를 결정하는 것은 (리소그래피 장치에 의해 노광 이전에 수행되는) 정렬 측정들과 (통상적으로 분광계 디바이스 또는 유사한 검사 툴을 이용하여 노광 이후에 수행되는) 오버레이 측정들 간의 상호관련(correlation)의 결정에 기초할 수 있다. 원칙적으로, (동일 제품/층의) 모든 로트 및/또는 모든 웨이퍼는 상이한 모델(또는 모델들)을 이용할 수 있다. 하지만, 웨이퍼 정렬 모델들은 로트-대-로트(또는 웨이퍼-대-웨이퍼)를 기반으로 하는 외부 인터페이스[즉, SEMI 장비 통신 표준(SECS)에 따른 인터페이스]를 통해 변경될 수 없다. SEMI 장비 통신 표준(SECS)은 반도체 장비 및 재료 협회(Semiconductor Equipment and Materials International: SEMI)에 의해 공표된다. 이는 공장 장비의 유닛과 호스트 컴퓨터 간의 컴퓨터 대 컴퓨터 통신 인터페이스를 정의한다. 이러한 외부 인터페이스의 결여는 측정 이전에 매 로트 기준으로(on a per lot basis) 웨이퍼 정렬 모델들을 조정하는 것이 매우 노동 집약적인 작업임을 의미한다. 이러한 관리적 업무(administrative task)는 오프라인으로 또는 기계 상에서 자체적으로 행해져야 한다. 이는 때때로 대단히 곤란한 작업이며, 따라서 사용자는 때때로 장차 모든 로트들의 컨텐트(content)에 가장 잘 부합할 모델을 선택한다.

SECS 인터페이스가 리소그래피 장치의 노광 측에 제공되어, 웨이퍼 정렬 모델이 노광 시 매 웨이퍼 기준으로 변경될 수 있다. 이러한 SECS 인터페이스가 없다면, 여하한의 외부 인터페이스도 리소그래피 장치의 측정 측에 존재하지 않는다. 그러므로, 매 로트 기준으로 웨이퍼 정렬 모델을 변경하는 것은 매우 노동 집약적이며, (웨이퍼 노광-전의 측정에 이전하는) 측정 측에서 매 웨이퍼 기준으로 웨이퍼 정렬 모델을 변경하는 것은 실제로 불가능하다[단일 로트 웨이퍼들이 사용되지 않는다면, 이는 공장에 엄청난 양의 관리업무(administration)를 만들어, 생산성을 감소시킬 것이다].

그러므로, 웨이퍼 측정 이전에 매 로트, 또한 일 실시예에서는 매 웨이퍼 기준으로 웨이퍼 정렬 모델 변경을 허용하도록 작동가능한, SECS 인터페이스 또는 ASML 트윈스캔(TwinScan) 장치와 통신하는 현재 사용되는 방법에 따른 인터페이스와 같은, 외부 인터페이스를 포함하는 리소그래피 장치를 제공하는 것이 제안된다. 리소그래피 장치가 듀얼 스테이지 타입으로 되어 있는 경우, 인터페이스는 측정 측에 제공될 수 있다. 하지만, 본 발명은 이러한 듀얼 스테이지 장치로 제한되지 않는다.

모델들은 여하한의 오버레이 오차들(또는 다른 오차들)을 측정하는 데 사용되는 검사 툴(즉, 스캐터로미터)로 피드백에 기초하여 선택 및/또는 변경될 수 있어, 측정된 오차들이 더 양호한 수행 웨이퍼 정렬 모델(또는 모델들)의 선택에 의해 추후의 웨이퍼들/로트들에 대해 최소화된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 모델들은 처리 컨텍스트 정보에 기초하여 선택될 수 있고, 이 정보는 웨이퍼 측정 이전에 리소그래피 장치로 피드 포워드된다.

처리 컨텍스트 정보는 처리 단계 또는 특정 처리 툴에 의해 웨이퍼 그리드에 부과되는 알려진 핑거프린트들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 웨이퍼는 측정 및 노광을 위해 리소그래피 장치 상으로 로딩되기 이전에 다수의 처리 단계들을 거칠 수 있다. 이러한 단계들은 에칭, 레지스트 코팅, 어닐링, 에피택셜 성장 기술(epitaxial growth technique), 특정 층 설계들의 지향 방위(direction orientation) 등을 포함할 수 있다. 웨이퍼 처리는 제품-상의 오버레이(on-product overlay)의 컨텍스트에서 웨이퍼 그리드 변형의 주요 원인이다. 특정 웨이퍼에 의해 착수되는 처리 단계들, 및 각각의 단계에 사용되는 특수 처리 툴들이 알려져 있다. 또한, 특정 툴이 특정 왜곡, 왜곡 패턴 또는 핑거프린트를 부과하는지가 알려질 것이다. 이 정보는 특정 웨이퍼 정렬 모델 또는 모델 조합의 선택에 사용될 수 있다.

특정적인 예시로, 제조 플랜트(fabrication plant) 내에 다수의 에칭 툴들이 존재할 수 있고, 한 툴은 다른 에칭 툴들에 의해 부과된 핑거프린트들에 대해 적절한 것보다 상이한 웨이퍼 정렬 모델을 이용하여 더 잘 모델링된 핑거프린트를 부과하는 것이 알려져 있다. 외부 인터페이스는 이 한 툴에 의해 부과되는 핑거프린트에 대해 적절한 웨이퍼 정렬 모델이 그 특정 툴에 의해 처리되는 각각의 웨이퍼에 대해 매 웨이퍼 기준으로 선택될 수 있음을 의미한다.

도 6은 이러한 구성(arrangement)이 어떻게 작동할 수 있는지를 예시하는 흐름도이다. 리소그래피 장치(600)가 도시되며, 이 안에 노광-전 웨이퍼들(605)이 로딩된다. 리소그래피 장치는 SECS 인터페이스와 같은 외부 인터페이스(610)를 포함하며, 웨이퍼 측정 이전에 매 로트 및/또는 매 웨이퍼 기준으로 웨이퍼 정렬 모델의 선택 및/또는 변경을 허용한다. 리소그래피 장치는 외부 인터페이스(610)에서 수신되는 정보에 기초하여 적절한 웨이퍼 정렬 모델을 선택할 수 있고, 로딩된 웨이퍼(605) 상에서 정렬/측정 및 노광 작업들을 수행할 수 있다. 노광된 웨이퍼(615)는 리소그래피 장치(600)로부터 언로딩되고, 검사 장치(620) 상으로 로딩된다. 검사 장치(620)의 출력은 오버레이 메트롤로지 데이터(625)이다. 웨이퍼 정렬 모델 서브-레시피(630)가 오버레이 메트롤로지 데이터(625)로부터 결정되고, 외부 인터페이스(610) 내로 전달된다. 상호관련 작업(635)이 리소그래피 장치(600)로부터 출력되는 정렬 데이터(640) 및 오버레이 메트롤로지 데이터(625)에 대해 수행된다. 상호관련 작업의 결과는 웨이퍼 정렬 모델 메뉴(645)의 업데이트를 위해 새로운 핑거프린트들을 식별하는 데 사용될 수 있다. 정렬 모델 메뉴(645)는 실제적으로 리소그래피 장치(600) 내에 포함될 수 있다. 마지막으로, 웨이퍼(들)를 최적으로 나타내는 적절한 웨이퍼 정렬 모델(또는 모델들의 조합)이 정렬 데이터(640) 및/또는 처리 컨텍스트 데이터(655) 및/또는 상호관련(635)의 결과에 기초하여 모델 메뉴(645)로부터 선택된다(650). 이후, 결정된 모델은 외부 인터페이스(610)를 통해 리소그래피 장치(600) 내로 전달된다.

도 6에 나타낸 공정은 예시적이며, 예를 들어 피드백 루프가 필수적인 것은 아님을 유의해야 한다. 처리 컨텍스트 데이터(655)에만 기초하여 적절한 모델을 선택하는 것이 유익할 수 있다. 동일하게, 오버레이 메트롤로지 데이터(625) 및 정렬 데이터(640)에만 기초하여 적절한 모델을 선택하는 것이 유익할 수 있다.

상호관련 단계(correlation step: 635)는 측정 시 사용된 것과 동일한 웨이퍼 정렬 모델을 이용하여 스캐터로미터(620) 상에서 각각의 처리된 웨이퍼(615)를 모델링하는 단계를 포함할 수 있다. 스캐터로미터(620)는 리소그래피 장치(600)의 정렬 시스템에 의해 사용된 것들과 상이한 타겟들을 이용하며, 따라서 이 단계는 웨이퍼 정렬 마크들에 가장 근접한 스캐터로미터 마크들 상에서 수행되어야 한다. 이후, 스캐터로미터(620)로부터의 모델링된 데이터는 리소그래피 장치(600)로부터의 데이터와 비교될 수 있다.

바람직한 웨이퍼 정렬 모델 결정의 기초가 되는 분석은 리소그래피 장치(600)의 내부 또는 외부에서 수행될 수 있다. 또한, 방법은 정렬 데이터(640) 및/또는 처리 컨텍스트 데이터(655) 및/또는 상호관련(635)의 결정에 기초하여 최적의 공정 상호관련 모델을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

웨이퍼 정렬 모델이 가장 적합한지에 영향을 줄 수 있는 한 가지 쟁점은 오차들이 웨이퍼 그리드 변형 또는 웨이퍼 정렬 타겟 변형으로 귀속가능(attributable)한지 여부이다. HOWA와 같은 웨이퍼 정렬 모델은 웨이퍼 그리드 왜곡들이 존재하는 경우에 유익하지만, 오차들의 대부분이 웨이퍼 정렬 타겟 변형으로부터 발생하는 경우와 같이, 웨이퍼 그리드 왜곡을 거의 갖지 않는 웨이퍼에 사용된다면 실제적으로 잡음을 도입한다. 결과적으로, 상호관련 단계(635)에서, 스캐터로미터 모델이 리소그래피 장치 모델과 유사한지에 대한 결정이 행해질 수 있다. 만약 그렇다면, 여하한의 오차들이 웨이퍼 그리드 변형으로 귀속가능하며, (보증된다면) HOWA가 사용될 수 있다.

모델 결과들이 상이한 경우, 웨이퍼 정렬 타겟 변형이 있을 것이며, HOWA가 회피되어야 한다. 또 다른 실시예에서는, 특정 처리 툴이 웨이퍼에 웨이퍼 정렬 타겟 변형을 부과하는 것이 알려질 수 있으며, 이 정보는 모델 결정이 행해질 수 있는 처리 컨텍스트 데이터(655)로서 피드 포워드될 수 있다.

이제, 웨이퍼 정렬 모델 메뉴 컨텐트를 고려하면, 웨이퍼 그리드가 변형될 수 있는 몇 가지 이유가 존재한다. 이들은 다음을 포함한다:

- 응력(stress) 및 변형율(strain)에 의해 유도되는 웨이퍼 그리드 왜곡, 이는 다음에 기인함:

온도 단차(temperature step)(어닐링)

에칭 기술

에피택셜 성장 기술

재료 증착

특정 층 설계의 지향 방위

- 처리와 관련되지 않은 물리적 변형들로 인한 웨이퍼 그리드 왜곡

클램핑

스캐너 또는 트랙의 열 효과.

웨이퍼 정렬 기능은 이러한 효과들을 보정해야 한다.

또한, 의사(pseudo) 웨이퍼 그리드 변형들을 유도하는 수 개의 효과들이 존재한다. 웨이퍼 처리 및 측정 아티팩트(artifact)들이 제품-상의 오버레이 오차의 주요 원인들 중 두 개이다. 이러한 효과들은 다음을 포함한다:

- 정렬 아티팩트들에 의해 유도되는 겉보기(apparent) 웨이퍼 그리드 왜곡, 이는 다음에 기인함:

CMP(화학적 기계적 폴리싱)

재료 증착

에칭 기술

- 측정 시스템의 오차들(거울/그리드 플레이트, 센서)로 인한 웨이퍼 그리드 왜곡.

- 오염으로 인한 스폿(spot)에 의해 유도되는 국부적 변형들.

웨이퍼 정렬 기능은 이들이 오버레이 메트롤로지에 의해서가 아니라 오직 웨이퍼 정렬 센서에 의해서만 검출됨에 따라 이러한 효과들을 보정하지 않아야 한다. 또한, 이러한 효과들은 평균 핑거프린트 및 웨이퍼로부터 웨이퍼로의 변동하는 핑거프린트를 유도할 수 있다. 기존 모델들의 좋지 않은 거동(poor behavior)과 전반적 및 국부적 효과들의 존재 둘 모두가 더 양호한 대안들을 찾는 이유이다. 이러한 이유로, 6-파라미터 모델은 x 및 y(x², xy, y² 등)의 고차 다항식 항들로 구성되는 고차 모델들로 확대되었다. 하지만, 이러한 고차 모델들은 예상되는 것보다 나쁘게 수행될 수 있다. 물리적 모델들 대신 다항식들을 이용함으로써, 웨이퍼 정렬 모델들은 수학적 모델들을 이용하여 물리적 변형들을 나타내는 경향이 있다. 그 결과로:

a. 현재 웨이퍼 정렬 모델들은 실제 웨이퍼 그리드 왜곡과, 정렬 아티팩트들, 즉 보정되어야 하는 오차들 및 보정되지 않아야 할 오차들(잡음)에 의해 유도되는 의사 효과들을 구별할 수 없다.

b. 웨이퍼의 에지에서 모델 기여는 잘 알려진 룽게 현상(Runge's phenomenon)으로 인해 때때로 너무 크다: 고차 값들 N을 갖는 다항식들이 보간에 사용되는 경우에 발생하는 간격의 에지들에서의 진동의 문제.

c. 고차 핑거프린트들의 피팅(fitting)은 훨씬 더 많은 측정 지점들을 야기할 것이다.

그러므로, 일 실시예에서는, 상기 상호관련 단계(635)를 수행하고 및/또는 웨이퍼를 측정할 때, 수학적 급수 전개에 기초하는 모델들과 같은 순수 수학적 모델들 대신 물리적 웨이퍼 정렬 모델들을 이용하는 것이 제안된다. 웨이퍼 변형을 나타내는 물리적 웨이퍼 정렬 모델들은 웨이퍼 정렬 타겟 변형에 민감하지 않으며, 따라서 웨이퍼 정렬 모델 메뉴의 일부분이어야 한다.

물리적 모델은 웨이퍼 처리의 물리학을 고려한다. 동일한 가중으로 피팅되는 모든 정렬 타겟들 대신에, 웨이퍼 변형의 물리학에 따라 거동하는 타겟들만이 피팅된다. 이후, 물리적 모델 또는 변형된 웨이퍼의 물리학에 따라 거동하지 않는 여하한의 정렬 타겟은 단연 변형되어 있을 것이며(must then be deformed by itself), 무시되어야 한다. 예를 들어, 웨이퍼 상의 측정된 모든 지점들이 하나를 제외하고 웨이퍼 팽창을 나타내는 경우, 그 단일 지점이 틀렸을 것이며, 무시되어야 한다. 한 지점을 제외하고 웨이퍼 전반에 걸쳐 팽창이 일어나는 것은 물리적으로 불가능하다. 하지만, 순수 수학적 모델은 그 지점을 피팅할 것이며, 이를 다른 모든 지점들과 동일하게 취급할 것이다.

본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.

이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스의 토포그래피(topography)는 기판에 생성되는 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트로부터 이동되고, 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남긴다.

본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔뿐만 아니라, (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.

본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.

상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims (15)

1. 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들에 따라 기판 상에서 측정 작업을 수행하도록 작동가능한 장치에 있어서,
   상기 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들은 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델(candidate wafer alignment model)들로부터 선택되고;
   상기 장치는, 상기 측정 작업 이전에, 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들의 상기 선택, 및/또는 상기 후보 웨이퍼 정렬 모델(들) 중 하나 이상의 변경을 가능하게 하도록 작동가능한 외부 인터페이스를 포함하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 외부 인터페이스는, 기판들의 각각의 로트(lot) 상에서의 상기 측정 작업 이전에, 기판들의 각각의 로트에 대한 상기 웨이퍼 정렬 모델(들)의 상기 선택, 및/또는 상기 웨이퍼 정렬 모델(들)의 변경을 가능하게 하는 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 외부 인터페이스는, 각각의 기판 상에서의 상기 측정 작업 이전에, 각각의 기판에 대한 상기 웨이퍼 정렬 모델(들)의 상기 선택, 및/또는 상기 웨이퍼 정렬 모델(들)의 변경을 가능하게 하는 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   어떤 모델(들)이 특정 기판 또는 기판들의 로트에 가장 잘 부합(best fit)할 것인지에 관한 결정에 따라, 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들을 선택하도록 작동가능한 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   측정되는 특정 기판의 기판 처리 컨텍스트 정보(substrate processing context information)에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 후보 웨이퍼 정렬 모델들 중 하나 이상을 선택하도록 작동가능한 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외부 인터페이스는 SEMI 장비 통신 표준(Equipment Communications Standard)에 따른 인터페이스인 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   측정되고 노광된 후 이전 노광된 웨이퍼로부터 취해진 측정들을 포함하는 노광-후(post-exposure) 측정 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 후보 웨이퍼 정렬 모델들 중 하나 이상을 선택하도록 작동가능한 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 장치는:
   상기 기판을 측정하여, 이에 의해 노광-전(pre-exposure) 측정 데이터를 얻고;
   상기 노광-전 측정 데이터와 상기 노광-후 측정 데이터를 비교하며;
   후속 기판들의 측정을 위해 상기 후보 웨이퍼 정렬 모델들 중 하나를 선택 시에 상기 비교의 결과를 이용하도록 작동가능한 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 장치는:
   상기 비교가, 모델링된 노광-후 측정 데이터가 상기 노광-전 측정 데이터와 상호관련(correlate)되는지를 결정하도록 작동가능하고, 또한:
   상기 모델링된 노광-후 측정 데이터가 상기 노광-전 측정 데이터와 상호관련되는 경우 오차들을 기판 변형으로 귀속(attribute)시키고;
   상기 모델링된 노광-후 측정 데이터가 상기 노광-전 측정 데이터와 상호관련되지 않는 경우 오차들을 상기 기판 상의 하나 이상의 측정 타겟들의 변형으로 귀속시키며,
   상기 장치는:
   상기 웨이퍼 정렬 모델(들)의 상기 선택이, 상기 오차들이 하나 이상의 측정 타겟들의 변형으로 귀속되거나 기판 변형으로 귀속되는지에 적어도 부분적으로 의존적이도록 더 작동가능한 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 후보 공정 보정 모델들로부터 하나 이상의 공정 보정 모델들을 선택하도록 작동가능하고,
    상기 공정 보정 모델들은 후속 기판들에 대한 보정들의 모델링에 사용가능한 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들은 적어도 하나의 물리적 웨이퍼 정렬 모델을 포함하고, 기판 변형의 실제 물리학(actual physics)이 상기 모델에서 고려되는 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 물리적 웨이퍼 정렬 모델은, 자체적으로 또는 전체로서 측정 데이터 세트의 컨텍스트(context)에서 물리적으로 무의미한 값(nonsensical value)들을 갖는 측정 지점들이 상기 기판의 모델링 시 고려되지 않거나 더 적은 가중(weight)이 제공되도록 작동가능한 장치.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 측정 작업에 후속하여 상기 기판 상에 리소그래피 공정을 수행하도록 작동가능한 리소그래피 장치로서 특정적으로 구성되는 장치.
14. 기판 상에서 측정 작업을 수행하는 방법에 있어서,
    복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 어떤 웨이퍼 정렬 모델(들)이 특정 기판 또는 기판들의 로트에 가장 잘 부합할 것인지를 결정하는 단계;
    상기 결정에 기초하여, 상기 복수의 후보 웨이퍼 정렬 모델들로부터 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들을 선택하는 단계; 및
    선택된 하나 이상의 웨이퍼 정렬 모델들에 따라 상기 기판 또는 기판들의 로트 상에서 상기 측정 작업을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 결정하는 단계 및 상기 선택하는 단계는 기판들의 각 로트마다 또는 기판마다 수행되는 방법.
15. 기계 판독가능한 명령어들을 포함하는 프로그램 캐리어(program carrier)에 있어서,
    적합한 장치에서 실행될 때, 장치가 제 14 항의 방법을 수행하도록 유도하는 기계 판독가능한 명령어들을 포함하는 프로그램 캐리어.

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